Page 37 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Tập 6 4
Tập 64
Số 12/2024 (748)
Sau quá trình phân tích sơ bộ, hai nhóm giá trị của
4.0
thông số mô hình phần tử hữu hạn được đề xuất để chỉ
3.5 ra phạm vi các thông số như trong Bảng 4.1. Ở nhóm 1 giá
Cường độ chịu kéo (MPa) 2.5 cong trong giai đoạn dính bám hóa học của mô hình FE
trị độ cứng bề mặt K được xác định sao cho độ dốc đường
3.0
gần nhất với độ dốc đường cong thí nghiệm do ứng suất
2.0
kéo tụt tăng đến cực đại ở 68 MPa tại 1 mm tạo nên. Theo
Hình 4.1, giá trị K = 5 sẽ cho đường dốc đi qua với đỉnh ứng
1.5
suất kéo tụt cực đại, do đó K = 5 được chọn để xác định các
1.0
thông số tiếp theo ở nhóm 2. Trong nhóm 2, giá trị cường
0.5
độ cắt (t ) được xác định sao cho đỉnh đường cong ứng suất
0
i
0.0 kéo tụt của mô hình FE giảm khi đạt cực đại gần giá trị thí
0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.0030 nghiệm là 68 MPa. Hình 4.2 thể hiện đường cong ứng suất
Biến dạng (mm/mm) 0
Hình 3.2: Biểu đồ ứng suất nén và ứng suất kéo kéo tụt của mô hình FE với các giá trị t khác nhau và đường
i
0
của mẫu vữa xi măng cong thí nghiệm. Theo đó, tại ứng suất cắt t = 1,1 MPa thì
i
ứng suất kéo tụt bắt đầu giảm với cực đại tại 68 MPa. Như
Sợi SE-SMA được mô hình với tính chất siêu đàn hồi vậy, thông số mô hình dính bám được xác định với K = 5
trong ABAQUS, với các thông số được tóm tắt trong Bảng MPa/mm, t = 1,1 MPa, δ = 1 mm và α = 6.
0
0
i
i
3.1, đây là các điểm ứng suất chuyển đổi pha của vật liệu Bảng 4.1. Giá trị thông số mô hình
được xác định theo thí nghiệm kéo đối với sợi SE-SMA trong K (MPa/mm) t (MPa) α δ (mm)
0
0
nghiên cứu trước đây của Choi và đồng sự [5] như Hình 3.3. i i
Bảng 3.1. Các thông số vật liệu của sợi SE-SMA Nhóm 1 3, 4, 5, 6, 7 - - -
Elastic AS AS SA SA Nhóm 2 5 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3 6 1
σ
σ
σ
σ
modulus Poisson’s ε L (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) Thông số 5 1,1 6 1
S
F
F
S
ratio
(MPa)
42,700 0,33 0,065 470 550 250 200
ΑS
600 σ = 550 MPa 90
F
550 80
ΑS
σ = 470 MPa
500 S
70
450 60
Ứng suất kéo (MPa) 350 Ứng suất kéo tụt (MPa) 50 Thí nghiệm
400
40
300
K = 3
30
250
K = 4
200
K = 6
10
150 SΑ 20 K = 5
SΑ
σ = 200 MPa σ = 250 MPa K = 7
S
100 F 0
50 Thí nghiệm cường độ kéo của sợi SE-SMA 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0 Độ trượt (mm)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 90
Biến dạng (%) Thí nghiệm
0
Hình 3.3: Biểu đồ ứng suất kéo của sợi SE-SMA 80 t i = 0.9
0
với tính chất siêu đàn hồi 70 t i = 1
0
t i = 1.1
0
4. THÔNG SỐ MÔ HÌNH FE 60 t i = 1.2
50
0
Theo các nghiên cứu trước đây, ứng xử kéo tụt của sợi t i = 1.3
thẳng bao gồm hai giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên sợi dính bám Ứng suất kéo tụt (mm) 40
hóa học với ma trận vữa xi măng, giai đoạn hai ngay sau khi 30
sợi bị bong tách ra khỏi bề mặt vữa thì sợi ma sát và tụt dần 20
ra khỏi vữa. Giai đoạn đầu tiên được miêu tả bằng mô hình
dính bám với các thông số độ cứng bề mặt (K), cường độ cắt 10
(t ), độ trượt tương ứng tại cường độ cắt (δ ) và hệ số mũ của 0
0
0
i
i
mô hình bề mặt (α). Ở đây, độ trượt tương ứng tại cường độ 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
cắt (δ ) lấy từ đường cong ứng suất kéo tụt - thí nghiệm với Độ trượt (mm)
0
i
δ = 1 mm và hệ số mũ của mô hình bề mặt (α) được tham Hình 4.1: Biểu đồ ứng suất kéo tụt
0
i
khảo ở các nghiên cứu trước đây với α = 6 [9]. của mô hình với các giá trị K và t 0 i
36